Способ термической обработки высоколегированных сталей

 

Изобретение относится к области высокотемпературной термической обработки сталей и сплавов и может быть реализовано при производстве сталей и сплавов, содержащих в структуре избыточные фазы. Цель - повышение технологической пластичности металла. Для этого после ступенчатого нагрева до температуры солидуса металл охлаждают до температуры деформации со скоростью 5-250 С/мин. Предлагаемый режим приводит к сфероидизации и равномерному распределению избыточных фаз в аустените и к предотвращению процесса обогащения границ примесями. табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„1280027 А 1 (д1) 4 С 21 D 1/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ВЫСОКОЛЕП1РОВАННЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к области высокотемпературной термической обработки сталей и сплавов и может быть реализовано при производстве сталей и сплавов, содержащих в структуре избыточные фазы. Цель — повышение технологической пластичности металла. Для этого после ступенчатого нагрева до температуры солидуса металл охлаждают до температуры деформации со скоростью 5-250 С/мин.

Предлагаемый режим приводит к сфероидиэации и равномерному распределению избыточных фаз в аустените и к предотвращению процесса обогащения границ примесями. 1 табл. (21) 3882269/22-02 (22) 08.04.85 (46) 30.12.86.Бюл, 11 - 48 (71) Украинский научно-исследова— тельский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) Г.В.Лященко, Г.Т.Фокин, В.П.Лященко, В.Д.Никитин, Г.Е.Мясина, В.С.Пакулева, И.О.Кацин, В.Г.Корытько, В.К.Иысин, Ю.А.Чамин, И.M.Ãðåíêoâ, Е.Л.Короткевич, В.Н.Жучин, В.M.Øïèöáåðã и В.А.Дедюкин (53) :21.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 223118, кл. С 21 D 1/28, 1967.

Авторское свидетельство СССР

У 1126615, кл. С 2) D 1/78, 1982.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

128002

Изобретение относится к высокотемпературной термической обработке сталей и сплавов и может быть реализовано при производстве сталей и сплавов, содержащих в структуре избыточные фазы.

Цель изобретения — повышение технологической пластичности металла.

Пример 1. Способ опробован в лабораторных условиях на заготов- 1О ках деформированного (!80х180 мм) и литого металла размером 35х35х200 мм и в промышленных условиях на слитках массой 2,8 т производства заводов

"Днепроспецсталь" и Челябинского металлургического комбината при производстве сортовой стали ШХ15 и трубной заготовки. Опытные образцы нагревали по режиму: I ступень нагрева +1180 С 3 ч; II — +1220 С l ч;

+1280 C l ч; 1V — + 1180 С 1ч.

После нагрева и выдержки при температурах 1-111 ступеней образцы охлаждали до 1180 С со скоростью

l,5; 5; 30; 200; 250; 300 С/мин; выб . держивали при 1180 С 1 ч и катали на полосу толщиной 3 мм по схеме:

35"30-25 20-16-12- 8-5-3 мм.

Образцы после охлаждения с раз- 30 личной скоростью (1280 — 1180 С) калили в воде.

В таблице приведены данные по технологической пластичности при деформации (прокатке) стали ШХ15, нагреТ0Н по ступенчатому режиму согласно предлагаемому способу (опыты 3-6) и прототипу (опыты 1 и 2) °

Предлагаемые режимы нагрева, предусматривающие охлаждение от 12801180 С со скоростью 5-250 С/мин приводят к сфероидизации и равномерному распределению избыточных фаз (карбидов, сульфидов, нитридов) в аустените и предотвращению процесса !5 обогащения границ зерен примесями.

Горячая и холодная деформация такой стали не приводит к потере пластичности °

Гомогенизирующий нагрев и охлажде-50 ние заготовок со скоростью 1,5

3"С/мин (опыты и 2) приводит к выделению сульфидной и карбидной фаз по границам зерен, потере пластичности металла при горячей прокатке на полосу 3 мм после 3-6-го прохода.

Гомогениэирующий нагрев и охлаждение от 1280 С до температуры деформации со скоростью вьппе 250 С/

7 2

/мин приводит к термическим напряже— ниям, появлению грубых трешин и потере пластичности при горячей деформации и дальнейшей холодной деформации такого подката.

Опробование предлагаемого способа обработки проведено на промышлен-ных слитках стали ШХ15СГ массой

2,8 т в нагревательных колодцах ста— на 950/. С этой целью одну партию металла охлаждали от 1280 до 1180 С в течение ч (скорость 2 С/мин) в колодце с закрытой крышкой, вторую — в течение 15 мин в ячейке с открытой крышкой (скорость 6-7 С/мин, :

Исследование микроструктуры обраэцов иэ слитков показало, что в металле, охлажденном с высокотемпературной ступени со скоростью 2 С/

/мин, сульфидная и карбидная фазы располагаются в виде грубых скоплений по границам зерен, Горячая деформация такого металла на сорт сечением 120 мм приводит к повышенной карбидной сетке по сравнению с металлом, охлажденным до температуры прокатки со скоростью охлаждения 6

7 С/мин.

Пример 2. Предложенный способ и прототип опробованы на загоTQBKax размером 35х35х50 мм и в промьппленных условиях на слябах размером 220х400х1000 мм стали 65Х13.Опробованы следующие режимы нагрева и охлаждения: 1 ступень нагрева за— готовок в течение 0,5 ч +1220 С/ч;

11 — +1280 С/ч; ill — +1240 С/ч;

1 ступень нагрева слябов +1220 С

3 ч; 11 — +1280 С 8 ч; 11!

+1240 С 0,5 ч.

Скорость охлаждения от 1280 С составила 1,5; 5; 30", 200; 250; 300 С/

/мин .

Как видно из таблицы, деформация стали, охлажденной от 1280 С со скоростью меньше 5 С/мин приводит, как в случае со сталью ИХ!5, к потере пластичности на 2-3 проходе. Увеличение скорости охлаждения более

5бС/мин (опыты 3-6) приводит к образованию структуры однородного аустенита с равномерным распределением избыточных фаз, деформированию образцов без дополнительного подогрева, что свидетельствует о высокой пластичности металла.

Гомогениэирующий нагрев и охлаждение заготовок и литого меРезультаты технологической пластичности и оценка качества полосы (толщиной 3 мм) сталей 65Х13 и UIX15

65Х13

Скорость охлажде

Опыт

Наличие рванин, трещин (технологическая пластичность) Наличие рванин, трещин (технологическая пластичность) Оценка качества

Оценка качестния, С/мин ва

Груба Потеря плассульфид- тичности после ная эв- 2-3-го прохода тектика

Кар бидн ая фаза по границам зерен

Потери пластичности после 3-4-го прохода

1,5 по границам зерен, микропоры

Потеря пластичности после

2-3-го проТонко дисперсПотеря пластичности после 5-6-го

Выделение карбидной фазы по границам зерен ная прохода сульфидная эвтекхода тика по границам зерен, микропоры

Р авномерно распределенные сфероидные карбиды

5-10

Удовлетворительная

РавноУдовлетворительная мерно распределительные сульфиды

3 128002 талла сечением более 35 мм от температуры деформации со скоростью выше 250 С/мин приводит к большим термическим напряжениям, появлению грубых трещин и потере пластичности при горячей деформации, Исследование образцов подката и ленты, обработанных по указанным режимам, показало, что последующая горячая деформация заготовок и холод- 10 ная деформация подката не устраняют грубых выделений избыточных фаз по границам зерен, что приводит к потере технологической пластичности при производстве ленты, увеличению рас- 15 хода металла на этих операциях до

10-20 кг/т.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ термической обработки высоколегированных сталей, включающий ступенчатый нагрев до температуры солидуса, подстуживание до температуры деформации и деформацию, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения технологической пластичности металла, подстуживание до температуры деформации ведут со скоростью охлаждения 5 — 250 С/мин.!

280027

Продолжение таблицы

ШХ15

65Х!3

Опыт

Наличие рваОценка качест

Оценка качества ва

100

Удовлетворительная

Равно- Удовлетворимерно тельная распределенные сульфиды

150

Удовлетворительная

Удовлетворительная

Равноные сульфиды

200

Удовлетворительная

300

Микротре- 11отеря плас- Микротрещины тичности после щины

2-го п охо

Потеря пластичности после

-го п охо а

Составитель В.Китайский

Техред И.Попович Корректор Е.Рошко

Редактор К.Волощук

Заказ 7023/24

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная„ 4

Скорость охлаждения, С/мин

Наличие рванин, трещин (технологическая пластичность) мерно распределеннин, трещин (технологичес кая пластичность) Равномерна распределенные дисперсные кар биды

Равномерно распределенные дисперсные карбиды